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GPU,太耗电了
半导体行业观察·2025-07-15 09:04

数据中心电力供应与增长挑战 - 数据中心面临电力供应限制,影响其增长及IT服务增长,AI所需的GPU耗电量远高于X86服务器,超大规模数据中心可自建发电机,其余依赖国家电网[2] - 数据中心物理基础设施市场2025年Q1同比增长17%,连续四个季度两位数增长,液冷技术收入翻倍,高密度电源机架接近600千瓦,配电系统增长率超40%[2] - 北美地区数据中心市场以23%同比增长率领跑,2023年美国数据中心耗电占总电力4.4%,预计2028年达6.7%-12%,总用电量从2014年58太瓦时增至2023年176太瓦时,预计2028年达325-580太瓦时[3] AI驱动的数据中心变革 - AI推动数据中心资本支出复合年增长率达21%,到2029年全球支出超1万亿美元,加速服务器或占基础设施支出近一半[6] - AI工作负载需求使机架功率密度从15kW/机架跃升至60-120kW/机架,推动配电创新和液冷技术替代风冷[6] - 单块GPU能耗相当于四人家庭日耗30千瓦时,NVIDIA每季度出货数十万块GPU,单机架GPU耗电超100千瓦[15] 电网与能源结构挑战 - 数据中心用电量占全球电力3%,2030年或翻倍,化石燃料发电逐步淘汰,可再生能源主导但受限于电网输送能力[8][9] - 电网需平衡供需并升级基础设施,高耗能GPU加剧电力需求增长,西班牙2025年电网故障凸显操作复杂性[12] - 三大超大规模企业能耗超60TWh,均拥有或正在建设自有核电站[8] 能效与可持续发展 - 电源使用效率(PUE)衡量数据中心能效,但未反映气候差异,寒冷地区制冷需求较低[16] - 数据中心26%电力用于服务器和存储,50%用于冷却和UPS,运营商需优化冷却、UPS及设备功耗[20] - 转向可再生能源可减碳,水冷与风冷选择需权衡热负荷与地域气候,赤道地区风冷效率较低[18] 行业未来投资与政策需求 - 电力供应链更新需数万亿投资,涉及发电、输电设备及电网韧性提升,需政府与商业部门协同[21] - 数据中心需平衡成本、性能、电力供应及水消耗,优化复杂度高[19]